中外科学家发明家丛书第 8 节
音。想到几天以
,
收到戴维的
张
条,约
去面谈。当时,法拉第
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的心是难以用语言
形容的,
马
赶到戴维的办公室。
原戴维读了法拉第的信以
,被这个年
的
世和热
打
了。戴
维自己因为早
了
,十五岁就辍学就业,当
药剂师的学徒,
的成
就也是全靠自学得的。
从这个陌生的年
,看到了
种最
贵的
东西——对科学的热和献
神。为了帮助这个青年,
去和皇家学院的
总管商量。当时,皇家学院的编制已经了。还算戴维面子
,总管同意考
虑,当
听说法拉第连中学都没有
,就
客气地说:“
洗瓶
子吧!”戴维显然觉得这于屈才,没有马
同意。那个总管笑了笑说:“如 ①1786 年,意
利生
学家伽伐尼 (1737-1798)在解剖青蛙的时候,发现蛙
接触金属就会发生
。 这就是著名的伽伐尼效应。 ② 意
利电学家伏打 (1745-1827)受伽伐尼效应的启发,在1800 年发明了世界
第
个化学电源。
把 若
银圆片、锌圆片和用电解
浸
的布圆片依次迭加在
起,组成
个电堆,由于两种
同金属和布片 中的电解
发生化学作用产生了连续的电流。这个电堆在电学史
通常称
伏打电池。 果
真还有点用,
定会洗得
错;
是
,那就肯定是个废
了!”
戴维热地接待了法拉第,把皇家学院的难
坦率地告诉了
。为了
伤年
的自尊心,
没有提起总管的话。这位
师劝法拉第再慎重考虑
自己的理想,
诙谐地说:“科学好比
个
怪
的女子,
管对
倾注
腔热
,可是得到的报酬却极其微小!”
戴维还安青年装订工说,书店的职业可以获得安定的生活,并且答应
今
可以把皇家学院的全部图书的装订工作包
。这对戴维说
,确实 已经
了最
的努
了。
法拉第听完戴维的话,很受。
完全理解戴维的好意,但是
立志 从事科学工作的决心却是坚定
移的。“
愿意等待!”
恭敬而坚定地这 样回答。
1812年的冬天,法拉第是在希望中度的。正象俗话所说,“
诚所至, 金石为开”。几个月以
,皇家学院的实验室碰巧需
增补
个实验助手。 戴维征询法拉第的意见,法拉第毫
犹豫地接受了这个工作。1813年三月, 英国皇家学院的会议文件,记载了戴维对法拉第的推荐意见。文件
写着:
“迈克尔·法拉第是个二十二岁的青年。
据戴维爵士的观察,这个
能 够胜任工作。
的习惯很好,
心强,举止和蔼,十分聪明。”
在戴维的推荐,法拉第正式踏
了科学界。这位铁匠的
子、装订工,
竟成为英国科学界中
颗最亮的明星。
青于蓝
法拉第的愿望实现了,入皇家学院实验室,给戴维当助理实验员。 当时,
是
个热
科学的青年,专业知识还少。但是
虚心好学,
怕吃苦。
在实验室里洗刷器皿,搬运仪器,扫地抹桌,样样都
,很
就 得到
家的好
。
戴维当时正在研究氯的特征,很有创见。历们错误地认为氯是
种 氧化
,连
名鼎鼎的化学革新家拉瓦锡 (1743-1794)也这样看。戴维却 用实验证明氯是
种元素,改正了这个错误。
在1810年十
月宣布了自己 的发现,但是传统学派却
承认,两种观点的论战持续了好几年。法拉第协 助戴维
了
少实验,
坚决拥护老师的新见解。在给
位持怀疑
度的朋 友的信里,
由衷地写着:“
热诚地信奉这个新学说,这是
点
奇怪的。 因为
眼看见戴维本
拥护它;
还见
许多实验
验证和解释 它,使
得
信
,
而钦佩
。”这
约是年
的助手在学术
追随戴 维的第
件事。
几个月以,法拉第得到了
次非常难得的学习机会。 这
年秋天,戴维去欧洲
行学术考察,主
目的是同欧洲各国著名学者
行学术
流,并且
些短期的研究工作。戴维三十三岁才结婚,
子是
位 年
的富孀,这次
国,
带着夫
同行。为了帮着
作实验和整理科学记 录,还需
个能
的助手,戴维选中了法拉第。这对初
茅庐的助理实验 员
说,意义是重
的。
1813年十月,正是秋气
的
子。戴维
行三
启程离开
敦。法拉 第有生以
第
次
海航行,
的心象
翅膀
样,早已飞
英吉利海峡。
们旅行的第
站是法国。当戴维夫
和法拉第到达巴黎的时候,受到 法国科学界的盛
欢
。戴维在巴黎
留了几个月,
面讲学,
面跟法国 同行
作,
行学术研究。当时法国科学家从海藻里提取
种新
质,
能 断定是什么元素。戴维在法拉第协助
行分析,只用了
周时间就测
这 种新元素的主
特
,并且命名为碘。问题解决得这样
,使法国化学界惊 叹
止。
在巴黎期间,年的法拉第认识了
少法国著名的科学家,其中有两位 对
十分友好,那就是电学
师安培(1775—1836)和化学家盖—吕萨克(1778 —1850)。当时多数学者对戴维带
的助手并
注意,只有安培和盖—吕萨 克看
这个青年的价值
在
的老师之
,于是热
地给予指点。法拉第得 到机会
自观
这些
师的实验,
取
们的科学方法,并且了解到科学发 展的最新
平,
开眼界。这种收获的价值实在是
可估量的。
这次旅行达
年半,除了巴黎外,从热那亚、
瓦、佛罗
萨直到 罗马,欧洲许多科学中心都留
了
们的足迹。戴维和欧洲科学界有广泛的 学术联系,
们每到
个地方都受到礼遇,法拉第也结
了很多知名学者, 学到
少新东西。
1815年天,戴维夫
和法拉第
载而归,回到英国。这次
国对法拉 第
说,它的意义可以说仅次于达尔文的环
旅行。法拉第
在电学和化 学
获得成就,这次欧洲之行起了很
的作用。旅行给法拉第留
了难忘的 印象。
的
记,详
记载了戴维在各地的讲学
容、实验记录,以及各国 科学家的实验方法、风格特
;沿途所见的自然景
、风土
,也引起
莫
的
趣。法拉第生
乐观,富于同
心,对
自然和生活在底层的劳
民怀着
切的热
。无论是海涛、落
、
山、瀑布,还是巴黎的车夫、 佛罗
萨的贫民、罗马的
欢节,都
地印在
的心里。二十二岁的法拉 第,更坚定了
献
科学、造福
类的信念。
回到
敦,法拉第就扎实地
起实验室工作
。
的主
任务是协助 戴维
实验,同时兼任皇家学院各位讲师的助
,在讲课的时候
示范表演。 法拉第的工作是
张和劳累的,有时还有危险,但是
得很
职,也很愉
。
从小就
好实验,今天能够在英国最
级的实验室里工作,真是如鱼 得
,
的整个
心都投入了实验室的工作。
,法拉第
是
个盲目的实验家,
善于利用各种机会学习新知识。 这些机会是:
以助手资格参加皇家学院的讲习会,充分利用图书馆的资料, 向戴维和常
学院的著名科学家
,等等。但是,
最好的老师,还是所
的那些实验本
。在科学研究中,同样
个实验,
同的
作者,
同的 条件,常常会得
同的结果;就是同
个结果,也可能得
同结论。重
的是
善于发现和正确判断。法拉第每次实验都
丝
苟。
对实验中的 各种现象极为
,善于捕捉那些偶然闪现的思想
。
足现成结论,
迷信经典理论,总想探索新的东西,是
的最
特点。在实验面
,法拉 第是
个
的探险家,是
个
倦的勘探者。
在两三年时间里,经实际锻炼,法拉第
备了
的实验才能。在戴 维的指导
,
开始走
独立研究的
路。
1816年,二十五岁的法拉第初锋芒,在《科学季刊》
发表了第
篇 化学论文。
当时还有些胆怯,这种初
茅庐的
张,每
个发表
女作的 年
都能
会到。以
,法拉第陆续又写了几篇论文,都是关于化学方面 的。
1818年,法拉第写了篇关于
焰的学术报告,
胆指
了名家理论的 谬误。这篇论文标志着法拉第科学
的准备时期已经结束。“名师
徒”,
在戴维的引导
,经
刻苦钻研,勤奋工作,终于成为
个年
有为的化 学家。
电磁之谜
1820年理学发生了
件
事:丹麦科学家奥斯特(1777-1851)发现 了电流的磁效应,第
次揭示
电和磁的密切联系。这件事刷新了电学史, 也改
了法拉第的研究方向。
早在奥斯特以,
们就发现
些奇怪的现象。1681年夏天,
艘航行 在
西洋的商船遭到雷
,结果船
的三只罗盘全部失灵:两只退磁,另
只指针倒向。还有
次,意
利
家五金店被闪电
中,事
发现
些钢刀 被磁化。由于当时连闪电的
质都没有搞清,这些现象谁也解释
了。
百 多年
,电磁之谜成了许多科学家探索的目标。
奥斯特是个化学家兼外科制药专家,也是铝的发现者之。
对电学很
趣,
次在实验中意外发现,把通电的导线放在磁针
方,磁针竟会发 生偏转!这个发现在1820年七月二十
公布以
,立刻引起了整个
理学 界的轰
。
们本
以为毫
相关的两种现象,竟有这样奇妙的关系。这个 发现成了近代电磁学的突破
,各国科学家纷纷转向电磁研究。象戴维和安 培这样的
师,也都
奋得坐
住了。
二十九岁的法拉第同样被这个重发现所
引。
用极
的
趣重复了 奥斯特的实验。果然,南北指向的磁针在通电导线
面会转成东西方向。这 个青年化学家久久地思索着:这是为什么呢?
许多科学家也都在苦苦地想这个问题。因为电流和磁针之间的作用, 跟当时已经知
的哪
种
(万有引
、静电
、磁
)都
同。那些
都 表现为推或者拉 (斥
、引
),而新发现的
却是
种传
作用。它的奥 秘在哪里?在它背
是否还有更
邃的
容呢?无论是奥斯特本
、安培、 戴维,还是别的电学专家,
时都解
开这个谜。
法拉第完全懂得这个发现有
可估量的意义。
决心沿着奥斯特打开 的缺
,作
步的探索。在戴维的鼓励
,青年化学家毅然闯
了电磁学 这个未知的领地。
既然现有的理论解释了新事实,法拉第决定从实践中寻
答案。
把 收集到的有关电磁现象的资料,仔
地
行比较研究,并且
用实验
重 新检验。实验
展很
,也很有趣。1821年夏天,
在《哲学年报》
发表 了有关电磁研究
展的论文。在这篇论文中,法拉第把电流对磁针的作用
称
“转
”,虽然从理论
讲这也没有触及到本质,但是
却在实验中 巧妙地运用这种“转
”,让
块磁铁绕着
条电流连续转
,或是使
条载流导
绕磁铁
地旋转。当时法拉第新婚
久,
常常请新
在
旁 观看实验。当法拉第获得初步成功的时候,
欢乐得几乎手舞足蹈起
。
位传记作家曾经这样描述:实验对于法拉第
说,无论在什么时候都好象孩 子那样的
活,
管这个实验是
本
的,还是别
的发现。
久,安培发表了研究报告,原
这位法国学者在这以
也
同样的 实验,并且确定电流
有磁
。安培是享有盛名的电学
师;法拉第还是个 新手,
能够同安培
谋而
,确实是可喜可贺的。
法拉第向戴维报告了的实验成果。当时,戴维已经成为英国皇家学会 会
,
起初有些
信,因为法拉第
直受的是化学方面的训练。但是当
重复法拉第实验的时候,果然
应验。这位英国的科学泰斗也
由得暗暗 佩
。戴维从1801年开始关注电学,二十年
在化学领域里硕果累累,对 电解也很有造诣,但是在电磁学
却没有什么发现。现在是
居
,让学 生领了先。真是“青
于蓝,而胜于蓝”!
初次成功使法拉第受到很鼓舞,
信心更
了,决心为电磁学这门崭 新的科学当个开路先锋。
据
量的实验,
确信电和磁就象铜币的图案和 字样,是同
事
的两面。既然电流可以产生磁,那为什么磁
能产生电流 呢?1821年秋季,法拉第在
记里写
了
个闪光的设想,“从磁产生电!”
想到为了实现这
伟
的目标,法拉第经历了无数次失败,
行了
达十年的实验研究。这是
次艰苦卓绝的攀登。
十年徘徊
探索电磁之谜的战役打响了,这是十九世纪半叶
理学的
场
心的
坚战。许多
理学家
约而同地加入这
行列,化学家也赶
参战。 但是谁能够夺得头功,还难预料。
1822年,从法国最先传捷报。起初是化学家盖—吕萨克和另
位学者 阿拉戈发明了电磁铁,
们把通电的导线绕在
铁
,成功地使铁磁化。这 是从电产生磁的又
个有
例证。
接着,安培又在实验中发现方向相同的 平行电流互相
引,方向相反的平行电流互相排斥。在九年以
,法拉第同 安培和盖—吕萨克就结
了友谊,
为
们的成绩
到由衷的
。
这 些发现都属于从电产生磁,只是反映了电磁关系的
个方面。怎样从相反的 途径,从磁产生
电
呢?这就成了问题的关键。
天,戴维收到
封巴黎
信,获悉安培的
项实验遇到困难。
把信
给了法拉第,提醒学生注意。安培有很
的电学造诣和
富的经验,
从 静电
应得到启发,作了这样
个推论:既然静止电荷能够
应
静止电荷, 那么电流(运
电荷)
定也能够
应
电流(运
电荷)。这个假设从逻 辑
说很
引
,可惜安培忽略了磁的作用,
了许多实验,都没有成功。
法拉第并没有因为安培的失败而畏。九年以
在法国
眼看
安培
密的实验,对安培的睿智
直怀有敬意。
相信安培的思想中蕴藏着有价 值的东西,还没有发掘
。于是,
决心继续
这个实验。
用铜线在几米
的木棍
绕了
个线圈,铜线外面
着布带以
绝缘
(当时还没有漆包线),然在第
层线圈外面,用同样的方法绕
第二层、 第三层、直到第十二层,每层之间都是绝缘的。
法拉第把第、三、五等奇数层串联起
,又把第二、四、六等偶数层 串联起
,这样就制成了两个
密耦
而又互相绝缘的组
线圈。
把其中
组线圈接到开关和电瓶
,另
组线圈接在电流计
。
切就绪,法拉第怀着
的心
开始实验。
希望在初级线圈接通电 流以
,次级线圈能够
应
电流
。这也正是安培的理想。
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